TWI837511B - 立體列印機 - Google Patents
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Abstract
一種立體列印機，包含成型平板、透光平板、流體空間、成型容器、加熱器、導流器以及圖形產生器。流體空間設置於成型平板與透光平板之間。成型容器具有容置空間，且成型平板設置於容置空間內。加熱器被設置以加熱流體。導流器被設置以引導被加熱之流體至流體空間中。圖形產生器被設置以形成影像於成型平板上。
Description
本發明是有關於一種積層製造機，且特別是有關於一種立體列印機。
紫外線固化(UV固化)是使用紫外線引發光化學反應的過程。UV固化在立體列印(3D列印)扮演重要的角色。然而，UV膠會隨著環溫的變化而有不同的黏滯性，溫度越高，黏滯性越低；溫度越低，黏滯性越高。黏滯性的高低會影響UV膠在固化玻璃上的覆蓋速度，也影響離型拉拔力的大小。
目前的習知技術之一，是利用熱風加熱整個系統。然而，此舉需要很長的暖機時間，且非常耗電。機殼也要做絕熱設計，且熱風無法有效加熱UV膠，整體成本太高。
另一個習知技術是在固化玻璃的周遭黏貼薄膜加熱片，以加熱玻璃。然而，玻璃的熱擴散速度慢，溫度分布不均，也無法有效做溫度控制。
本發明提供一種立體列印機，具備良好的加熱系統，加熱均勻，且加熱效率高。
根據本發明一實施例，提供一種立體列印機，包含容置槽、第一透光平板、第二透光平板、氣體通道、加熱器以及導流器。容置槽被設置以容置光敏材料。第一透光平板設置於容置槽底部。第二透光平板設置於第一透光平板下方。氣體通道設置於第一透光平板與第二透光平板間。加熱器與氣體通道熱連接，以加熱氣體通道內的氣體。導流器被設置以引導被加熱的氣體至氣體通道。
根據本發明一實施例，立體列印機更包括一導風管，加熱器設置於導風管內，且導風管的一端朝向容置槽的頂部。
根據本發明一實施例，導流器包括風扇、壓縮氣體源以及加壓泵。
根據本發明一實施例，第一透光平板以及第二透光平板實質上平行。
根據本發明一實施例，立體列印機更包括兩側板，且兩側板、第一透光平板以及第二透光平板定義氣體通道。
根據本發明一實施例，提供一種立體列印機，包含成型平板、透光平板、流體空間、成型容器、加熱器、導流器以及圖形產生器。流體空間設置於成型平板與透光平板之間。成型容器具有容置空間，且成型平板設置於容置空間內。加熱器被設置以加熱流體。導流器被設置以引導被加熱之流體至流體空間中。圖
形產生器被設置以形成影像於成型平板上。
根據本發明一實施例，圖形產生器包括液晶顯示器、微發光二極體顯示器或數位光處理投影機中的一者。
根據本發明一實施例，立體列印機還包括離型膜，設置於成型容器底部，且成型平板與離型膜直接接觸。
根據本發明一實施例，成型平板與透光平板的材質相同。
根據本發明一實施例，圖形產生器被設置以輸出影像光束，影像光束依序穿透透光平板、流體空間以及成型平板後，照射成型容器內的光敏材料。
基於上述，本發明實施例提供的立體列印機，具備流體空間，得以均勻加熱光敏材料，且加熱效率高。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
1、2:立體列印機
100:容置槽
101:第一透光平板
102:第二透光平板
103:氣體通道
103R、103L:側板
104:加熱器
105:導流器
106:圖形產生器
107:導風管
IL:影像光束
FL:流體
LSM:光敏材料
MP:成型平板
SP:工件
圖1繪示根據本發明一實施例的立體列印機的橫截面示意圖。
圖2繪示根據本發明一實施例的立體列印機的流體空間的立體示意圖。
圖3繪示根據本發明一實施例的立體列印機的橫截面示意圖。
參照圖1，立體列印機1包含容置槽100、第一透光平板101、第二透光平板102、氣體通道103、加熱器104、導流器105以及圖形產生器106。氣體通道103設置於第一透光平板101與第二透光平板102之間，以作為流體空間，允許例如空氣等流體流通。容置槽100具有容置空間，以容置光敏材料，且第一透光平板101設置於容置槽100底部，第一透光平板101可以是立體列印機1的離型膜。加熱器104被設置以加熱流體FL。導流器105被設置以引導被加熱之流體FL至氣體通道103中。圖形產生器106被設置以輸出影像光束IL，影像光束IL依序穿透第二透光平板102、氣體通道103以及第一透光平板101後，照射容置槽100內的光敏材料。
在本實施例中，第一透光平板101亦為一透光平板，流體FL例如是氣體，如空氣，氣體通道103是讓空氣通過的氣體通道。但是本發明不以此為限。在其他實施例中，流體FL可以是其他的透光流體，例如透光液體。由於液體的擾動會影響圖形產生器106的影像投射，因此本實施例選用空氣做為流體FL，以避免上述擾動。在一實施例中，導流器105包括風扇、壓縮氣體源以及加壓泵，引導被加熱之空氣至氣體通道103中。在一實施例中，第一透光平板101與第二透光平板102的材質相同，這是由於圖形產生器106的影像投射到容置槽100內的過程中會通過第二透
光平板102及第一透光平板101，將第一透光平板101及第二透光平板102使用相同材質可以減少像差。但也可考慮強度而選用不同的材料。但是本發明不以此為限，第一透光平板101與第二透光平板102的材質也可以不同。
在圖2所示的實施例中，立體列印機1還可以包括兩側板103R及103L。兩側板103R及103L、第一透光平板101以及第二透光平板102定義氣體通道103。在圖2中，第一透光平板101以及第二透光平板102實質上平行，且兩側板103R及103L垂直於第一透光平板101以及第二透光平板102設置，但本發明不以此為限。在其他實施例中，側板103R、側板103L、第一透光平板101以及第二透光平板102中兩兩相鄰的兩者之間可以夾設有不同於90度以外的其他角度。在本實施例中，氣體通道103的形狀為立方體，但是本發明不以此為限。在其他實施例中，氣體通道103的形狀可以是不同於立方體的其他形狀，例如圓筒狀。
在本發明一些實施例中，第一透光平板101以及第二透光平板102的大小及厚度相同，但是本發明不以此為限，在其他實施例中，第一透光平板101以及第二透光平板102的大小及厚度不同。例如第一透光平板101可具有較大的厚度，以支撐容置槽100內的光敏材料，而由於第二透光平板102不需要提供上述的支撐，因此可以較薄以節省成本及重量。此外，由於第二透光平板102較第一透光平板101靠近圖形產生器106，第二透光平板102的面積可較小，只要能使影像光束IL通過即可，因此面積可
以較小以節省成本及重量。
重新參照圖1，立體列印機1還可以包括導風管107，加熱器104設置於導風管107內，提高加熱的效率。容置槽100可以容置光敏材料，並做為立體列印機1的成型容器。圖形產生器106射出影像光束IL，且影像光束IL透射第二透光平板102後透射第一透光平板101，進而照射容置槽100中的光敏材料。圖形產生器106可以包括液晶顯示器、微發光二極體顯示器或數位光處理投影機中的一者。
接下來請參照圖3，其繪示根據本發明一實施例的立體列印機的橫截面示意圖。立體列印機2相較於圖1所示實施例還包括成型平板MP，氣體通道103設置於成型平板MP與第二透光平板102(即一透光平板)之間，成型平板MP設置於容置槽100的容置空間內。圖形產生器106射出的影像光束IL透射第二透光平板102後透射第一透光平板101，並形成影像於成型平板MP上。在一個實施例中，成型平板MP與第二透光平板102的材質可以相同。在本實施例中，以空氣做為流體FL，避免液態的流體FL的擾動影響圖形產生器106的影像投射到成型平板MP的結果。
光敏材料LSM設置於容置槽100中。當積層製造(addictive manufacturing)還未開始，成型平板MP與第一透光平板101直接接觸。光敏材料LSM由於圖形產生器106的照射而被圖案化積層製造，積層形成工件SP。應當注意的是，由於被加熱之空氣被引導至氣體通道103中，熱空氣加熱第一透光平板
101，使得第一透光平板101的上表面可以均勻加熱待固化的光敏材料LSM，降低光敏材料LSM的黏滯係數，並且可以很快地在第一透光平板101上補充光敏材料LSM，縮短離型時間，並降低離型拉拔力。
導風管107的一端朝向容置槽100的頂部，得以更進一步地加熱光敏材料LSM，降低光敏材料LSM的黏滯性，除了加速積層製造成品(工件SP)的固化，還能降低工件SP的支撐平台與離型模(第一透光平板101)之間的離型拉拔力。上述的設置還減少了能量的浪費。
根據本發明一實施例，立體列印機1還可以包括溫度感測器以及控制單元，溫度感測器設置於容置槽100上，控制單元根據溫度感測器所感測的溫度值來控制加熱器104以及導流器105，隨著不同需求控制第一透光平板101的表面溫度，提高生產良率。
根據本發明一實施例，還可以在導風管107朝向容置槽100的頂部的該端設置另一個導流器，使得熱空氣的循環更順暢，提高第一透光平板101表面溫度的均勻性。
綜上所述，本發明實施例提供的立體列印機，具備流體空間，得以均勻加熱光敏材料，所需電功率耗能低，不需要做絕熱設計，且加熱效率高。
1:立體列印機
100:容置槽
101:第一透光平板
102:第二透光平板
103:氣體通道
104:加熱器
105:導流器
106:圖形產生器
107:導風管
IL:影像光束
FL:流體
Claims (10)
- 一種立體列印機，包含：一容置槽，設置以容置一光敏材料；一第一透光平板，設置於該容置槽底部；一第二透光平板，設置於該第一透光平板下方；一氣體通道，設置於該第一透光平板與該第二透光平板間；一加熱器，設置在該氣體通道中，用以加熱該氣體通道內的一氣體，使得該氣體調節該光敏材料的溫度；以及一導流器，設置以引導被加熱的該氣體至該氣體通道。
- 如請求項1所述的立體列印機，該氣體通道為一導風管，且該導風管的一端朝向該容置槽的頂部。
- 如請求項1所述的立體列印機，其中該導流器包括一風扇、一壓縮氣體源以及一加壓泵。
- 如請求項1所述的立體列印機，其中該第一透光平板以及該第二透光平板實質上平行。
- 如請求項1所述的立體列印機，更包括兩側板，且該兩側板、該第一透光平板以及該第二透光平板定義該氣體通道。
- 一種立體列印機，包含：一成型平板，一透光平板，一流體空間，設置於該成型平板與該透光平板之間；一成型容器，具有一容置空間，且該成型平板設置於該容置 空間內；一加熱器，設置以加熱一流體；一導流器，設置以引導被加熱之該流體至該流體空間中；一圖形產生器，設置以形成一影像於該成型平板上；以及一導流管，該加熱器設置於該導流管內，且該導流管的一端朝向該成型容器的頂部，用以使該流體從該導流管的該端流出而流向該成型容器的頂部。
- 如請求項6所述的立體列印機，其中該圖形產生器包括一液晶顯示器、一微發光二極體顯示器或一數位光處理投影機中的一者。
- 如請求項6所述的立體列印機，還包括一離型膜，設置於該成型容器底部，且該成型平板與該離型膜直接接觸。
- 如請求項6所述的立體列印機，其中該成型平板與該透光平板的材質相同。
- 如請求項6所述的立體列印機，其中該圖形產生器被設置以輸出一影像光束，該透光平板設置於該圖形產生器的光路下游，該流體空間設置於該透光平板的光路下游，該光敏材料設置於該流體空間的光路下游，且該成型平板設置於該光敏材料的光路下游。
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|---|---|---|---|
| TW110134180A TWI837511B (zh) | 2021-09-14 | 立體列印機 | |
| US17/864,418 US20230079547A1 (en) | 2021-09-14 | 2022-07-14 | 3d printing apparatus |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| TW110134180A TWI837511B (zh) | 2021-09-14 | 立體列印機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202311014A TW202311014A (zh) | 2023-03-16 |
| TWI837511B true TWI837511B (zh) | 2024-04-01 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180015669A1 (en) | 2015-01-30 | 2018-01-18 | Carbon, Inc. | Build plates for continuous liquid interface printing having permeable base and adhesive for increasing permeability and related methods, systems and devices |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180015669A1 (en) | 2015-01-30 | 2018-01-18 | Carbon, Inc. | Build plates for continuous liquid interface printing having permeable base and adhesive for increasing permeability and related methods, systems and devices |
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